[發明專利]一種基于裕度控制的減速過程噴口控制規律設計方法

在審

• 申請號: 202211033960.9
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115688362A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 吉思環;李焦宇;曲山;劉亞君;趙明陽
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;F02K1/15;G01M15/14
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請屬于發動機試驗技術領域，具體涉及一種基于裕度控制的減速過程噴口控制規律設計方法。該方法包括步驟S1、在初始給定的噴口面積下，通過試車過程中測量的發動機進口總溫與低壓物理轉速，確定低壓換算轉速；步驟S2、通過發動機進口總壓、靜壓和進口面積，確定風扇進口換算流量；步驟S3、計算風扇壓比；步驟S4、計算風扇裕度；步驟S5、當計算的風扇裕度小于當前低壓換算轉速對應的設計裕度，則進一步放大噴口面積，重新進行試車，直至計算的風扇裕度大于等于當前低壓換算轉速對應的設計裕度，完成該低壓換算轉速的噴口面積設計。本申請減少了由于發動機喘振帶來的排故工作量，降低了發動機的使用風險。

技術領域

本申請屬于發動機試驗技術領域，具體涉及一種基于裕度控制的減速過程噴口控制規律設計方法。

背景技術

某型發動機在使用過程中,偶有由于減速油量過多或者進氣畸變偏大,導致發動機剩余裕度不足出現喘振問題。一般情況下，出現喘振問題后通過增加減速油量，延長減速時間解決。該調整會導致所有情況下的減速性偏長，部分區域不能滿足使用需求。

目前，航空發動機減速過程中，噴口控制一般與加速控制一致，按最小機械噴口控制或者按低壓換算轉速升高逐漸減小控制。發動機噴口相對偏小，導致風扇剩余裕度偏小，加之減速過程中風扇工作線會向喘振邊界移動，使得減速過程中風扇更容易出現喘振。當發生喘振后，需要用戶進行流道檢查，提高減速油量，地面開車驗證等工作，不僅增加了使用風險，還增加了用戶調整的工作量。

發明內容

為了解決上述問題之一，本申請提供了一種基于裕度控制的減速過程噴口控制規律設計方法，通過設置減速過程中噴口控制規律，既保證減速過程發動機的工作穩定性，又能保證減速性滿足用戶需求。

本申請提供的基于裕度控制的減速過程噴口控制規律設計方法，主要包括：

步驟S1、在初始給定的噴口面積下，通過試車過程中測量的發動機進口總溫與低壓物理轉速，確定低壓換算轉速；

步驟S2、通過試車過程中測量的發動機進口總壓、靜壓和進口面積，確定風扇進口換算流量；

步驟S3、根據測量的風扇出口內涵總壓及風扇出口外涵總壓計算風扇壓比；

步驟S4、根據風扇進口換算流量與風扇壓比計算風扇裕度；

步驟S5、確定計算的風扇裕度是否大于當前低壓換算轉速對應的設計裕度，若計算的風扇裕度小于當前低壓換算轉速對應的設計裕度，則進一步放大噴口面積，重新返回步驟S1進行試車，直至計算的風扇裕度大于等于當前低壓換算轉速對應的設計裕度，完成該低壓換算轉速的噴口面積設計，之后返回步驟S1對其它低壓換算轉速的噴口面積進行設計。

優選的是，步驟S1中，確定低壓換算轉速包括：

其中，n_1R為低壓換算轉速，T₁為發動機進口總溫，n₁為低壓物理轉速。

優選的是，步驟S2進一步包括：

步驟S21、通過發動機進口總壓、靜壓和進口面積，按照流量公式計算出發動機進口空氣流量；

步驟S22、基于步驟S1測量的發動機進口總溫計算所述風扇進口換算流量。

優選的是，步驟S22中，計算所述風扇進口換算流量包括：

其中，W_1R為風扇進口換算流量，W₁為發動機進口空氣流量，T₁為發動機進口總溫，P₁為發動機進口靜壓。

優選的是，步驟S3中，計算風扇壓比包括：